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弧焊机器人开放实验指导书（实用）

工业机器人作为现代制造技术发展重要标志之一和新兴技术产业，已为世人所认同。

并正对现代高技术产业各领域以至人们的生活产生了重要影响。

焊接制造工艺由于其工艺的复杂性、劳动强度、产品质量、批量等要求，使得焊接工

艺对自动化对于其工艺的自动化、机械化的要求极为迫切，实现机器人焊接代替人工操作成

为焊接工作者追求的目标。

经过十几年的机器人焊接技术应用实践，国内焊接机器人应用虽已具有一定规模，但

与我国焊接生产总体需求相差甚远，焊接机器人推广任务还十分艰巨。就推进我国机器人焊

接技术应用而言，首先应是焊接机器人知识与观念的普及，焊接工作者对焊接机器人技术基

础及应用知识有着强烈的需求，但是在大学本科教材中有关焊接机器人方面的介绍十分简

单，学生虽然对弧焊机器人技术有着浓厚的兴趣，但是仅仅通过教材很难对弧焊机器人及其

柔性加工单元技术建立清晰的概念，通过本项目的开展可以使学生有机会进行实际操作进而

对弧焊机器人机器柔性加工单元技术的应用及发展有一个完整的认识。

一、实验目的：

1、了解弧焊机器人技术基础和应用知识

2、了解机器人的构造及其运动模式、工作模式

3、了解机器人的示教工作原理

4、通过实验进行实际操作而对弧焊机器人及其柔性加工单元技术的应用及其发展有一个

完整的认识

5、学会分析焊接过程中出现的问题及其解决方案

二、实验设备及主要技术指标

设备名称产地主要用途主要技术指标

弧焊机器人德国柔性焊接过程的执负载能力：15kg

行机构重复定位精度：±0.1mm

工作范围：直径4100mm半球

两轴数控焊接变位自行研制配合弧焊机器人完负载能力：500kg

机成复杂工件的焊接重复定位精度：±0.3mm

旋转轴工作范围：0~360°，

倾斜轴工作范围：0~110°

驱动：交流伺服电机。

多功能MIG焊机德国焊接电源，具有双最大焊接电流：400A

脉冲，可以实现铝负载持续率：

合金和不锈钢等的100%AT315A,60%AT400A

焊接功率：13.7kw

功率因子：0.95

三：实验材料

1、铝板：厚度：4mm

2、低碳钢试样：Q235A各种规格

3、不锈钢试样：1Cr18Ni9Ti各种规格

四：实验原理

1．弧焊机器人系统简介

机器人要完成焊接作业必须依赖于控制系统与辅助设备的支持和配合。完整的焊接机

器人系统一般由如下几部分组成：机器人操作机、变位机、控制器、焊接系统、焊接传感器、

中央控制计算机和相应的安全设备等，如图1所示。

图1机器人焊接系统原理图

机器人操作机是焊接机器人系统的执行机构，它由驱动器、传动机构、机器人臂、关

节以及内部传感器（编码器）等组成。它的任务是精确的保证末端操作器所要求的位置、姿

态和实现其运动。由于具有六个旋转关节的铰接开链式机器人操作机从运动学上已被证明能

以最小的结构尺寸为代价获取最大的工作空间，并且能以较高的位置精度和最优路径到达指

定位置，因